El Douglas D-558-2 Skyrocket (o D-558-II ) es un avión supersónico de investigación propulsado por cohetes y reactores construido por Douglas Aircraft Company para la Armada de los Estados Unidos . El 20 de noviembre de 1953, poco antes del 50 aniversario del vuelo propulsado ( 17 de diciembre ), Scott Crossfield pilotó el Skyrocket a Mach 2, o más de 1290 mph (2076 km/h), la primera vez que un avión superó el doble de velocidad de sonido .
El "-2" en la designación del avión se refería al hecho de que el Skyrocket era la versión de fase dos de lo que originalmente se había concebido como un programa de tres fases. El avión de la fase uno, el D-558-1 , tenía propulsión a reacción y alas rectas. La tercera fase, que nunca llegó a realizarse, habría implicado la construcción de una maqueta de un avión de combate que incorporaba los resultados de las pruebas de los aviones de las fases uno y dos. El diseño final del D-558-3, que nunca se construyó, era para un avión hipersónico similar al norteamericano X-15 . [1]
Cuando se hizo evidente que el fuselaje del D558-1 no podía modificarse para acomodar tanto la potencia de los cohetes como de los reactores, el D558-2 fue concebido como un avión completamente diferente. [2] El contrato de suministro se modificó el 27 de enero de 1947 para abandonar los últimos tres aviones D558-1 y sustituirlos por tres nuevos aviones D558-2. [3]
El Skyrocket presentaba alas con un barrido de 35 grados y estabilizadores horizontales con un barrido de 40 grados. Las alas y el empenaje se fabricaron de aluminio y el gran fuselaje era principalmente de magnesio. El Skyrocket estaba propulsado por un motor turborreactor Westinghouse J34-40 con un empuje de 3000 lbf (13 kN) alimentado a través de tomas laterales en el fuselaje delantero. Este motor estaba destinado al despegue, ascenso y aterrizaje. Para vuelos a alta velocidad, se instaló un motor Reaction Motors LR8-RM-6 de cuatro cámaras (la designación de la Marina para el XLR11 de la Fuerza Aérea utilizado en el Bell X-1 ). Este motor tenía una potencia nominal de 6.000 lbf (27 kN) de empuje estático al nivel del mar. En los tanques del fuselaje se transportaban un total de 250 galones estadounidenses (950 L) de combustible de aviación, 195 galones estadounidenses (740 L) de alcohol y 180 galones estadounidenses (680 L) de oxígeno líquido.
El Skyrocket originalmente tenía un dosel de cabina empotrado, pero la visibilidad desde la cabina era pobre, por lo que se reconfigure con una cabina elevada con ventanas en ángulo convencionales. Esto resultó en un área de perfil más grande en la parte delantera de la aeronave, que se equilibró con 14 pulgadas (36 cm) adicionales de altura agregadas al estabilizador vertical. Al igual que su predecesor, el D558-1, el D558-2 fue diseñado de manera que el fuselaje delantero, incluida la cabina, pudiera desconectarse del resto de la aeronave en caso de emergencia. Una vez que el fuselaje delantero disminuyó la velocidad, el piloto pudo escapar de la cabina en paracaídas.
El piloto de Douglas, John F. Martin, realizó el primer vuelo en el aeródromo del ejército de Muroc (más tarde rebautizado como base de la fuerza aérea Edwards ) en California el 4 de febrero de 1948 en un avión equipado únicamente con el motor a reacción. Los objetivos del programa eran investigar las características de los aviones de ala en flecha a velocidades transónicas y supersónicas, con especial atención al cabeceo (rotación no controlada del morro del avión hacia arriba), un problema frecuente en los aviones de servicio de alta velocidad. de esa época, particularmente a bajas velocidades durante el despegue y el aterrizaje, y en giros cerrados.
Los tres aviones recopilaron una gran cantidad de datos sobre el cabeceo y el acoplamiento de movimientos laterales (guiñada) y longitudinales (cabeceo); cargas alar y de cola, características de sustentación, arrastre y sacudidas de aviones de ala en flecha a velocidades transónicas y supersónicas; y los efectos de la columna de escape del cohete sobre la estabilidad dinámica lateral en todo el rango de velocidades. (Los efectos de la pluma fueron una nueva experiencia para los aviones). El avión número tres también recopiló información sobre los efectos de los almacenes externos (formas de bombas, tanques de lanzamiento) sobre el comportamiento del avión en la región transónica (aproximadamente 0,7 a 1,3 veces la velocidad del sonido). . En correlación con datos de otros primeros aviones de investigación transónica, como el XF-92A , esta información contribuyó a soluciones al problema de cabeceo en aviones de ala en flecha.
Su investigación de vuelo se realizó en la Unidad de Pruebas de Vuelo Muroc de la NACA en California , redesignada en 1949 como Estación de Investigación de Vuelo de Alta Velocidad (HSFRS). El HSFRS se convirtió en la Estación de Vuelo de Alta Velocidad en 1954 y luego fue conocido como el Centro de Investigación de Vuelo Dryden de la NASA . En 2014 pasó a llamarse Armstrong Flight Research Center en honor a Neil Armstrong .
Los tres aviones volaron un total de 313 veces: 123 con el avión número uno (Oficina No. 37973—NACA 143), 103 con el segundo Skyrocket (Oficina No. 37974 – NACA 144) y 87 con el avión número tres (Oficina No. 37975 – NACA 145). Skyrocket 143 voló todas sus misiones menos una como parte del programa del contratista Douglas para probar el rendimiento del avión.
El avión NACA 143 inicialmente estaba propulsado únicamente por el motor a reacción, pero luego se le equipó el motor cohete. En esta configuración, Douglas lo probó entre 1949 y 1951. Después del programa de pruebas de Douglas, se entregó a la NACA, que lo almacenó hasta 1954. En 1954-1955, el contratista lo modificó para convertirlo en una capacidad de lanzamiento aéreo exclusivamente de cohetes con Se quitó el motor a reacción. En esta configuración, el piloto de investigación de la NACA, John McKay, voló el avión sólo una vez para familiarizarse con él, el 17 de septiembre de 1956. Los 123 vuelos del NACA 143 sirvieron para validar las predicciones del túnel de viento sobre el rendimiento del avión, excepto por el hecho de que el avión experimentó menos resistencia por encima. Mach 0,85 de lo que habían indicado los túneles de viento.
NACA 144 también inició su programa de vuelo con un motor turborreactor. Los pilotos de la NACA, Robert A. Champine [4] y John H. Griffith volaron 21 veces en esta configuración para probar las calibraciones de la velocidad del aire e investigar la estabilidad y el control longitudinal y lateral. En el proceso, durante agosto de 1949 se encontraron con problemas de cabeceo, que los ingenieros de la NACA reconocieron como graves porque podían producir una restricción limitante y peligrosa en el rendimiento del vuelo. Por lo tanto, decidieron hacer una investigación completa del problema.
En 1950, Douglas sustituyó el turborreactor por un motor cohete LR-8, y su piloto, Bill Bridgeman , voló el avión siete veces hasta una velocidad de Mach 1,88 (1,88 veces la velocidad del sonido) y una altitud de 79.494 pies (24.230 m), este último un récord mundial de altitud no oficial en ese momento, logrado el 15 de agosto de 1951. [5] En la configuración del cohete, el avión estaba acoplado debajo de la bahía de bombas de un Navy P2B , una variante del bombardero B-29 . El P2B volaría a unos 30.000 pies (9.100 m) y luego soltaría el avión cohete. Durante los vuelos supersónicos de Bridgeman, se encontró con un violento movimiento de balanceo conocido como inestabilidad lateral. El movimiento fue menos pronunciado durante el vuelo a Mach 1,88 el 7 de agosto de 1951 que durante un vuelo a Mach 1,85 en junio, cuando empujó hacia un ángulo de ataque bajo .
Los ingenieros de la NACA estudiaron el comportamiento del avión antes de comenzar su propia investigación de vuelo en el avión en septiembre de 1951. Durante los dos años siguientes, el piloto de la NACA, Scott Crossfield, voló el avión 20 veces para recopilar datos sobre la estabilidad y el control longitudinal y lateral del ala. y cargas traseras, y características de elevación, arrastre y sacudidas a velocidades de hasta Mach 1,878.
En ese momento, el teniente coronel de la Marina Marion Carl voló el avión a un nuevo récord de altitud (no oficial) de 83,235 pies (25,370 m) el 21 de agosto de 1953, y a una velocidad máxima de Mach 1,728. El récord de altitud no fue reconocido por la Federación de Aeronáutica Internacional, porque en aquella época los aviones que intentaban alcanzar el récord tenían que despegar por sus propios medios. [6]
Después de que Carl completó estos vuelos para la Armada, los técnicos de NACA en la Estación de Investigación de Vuelo de Alta Velocidad (HSFRS) cerca de Mojave , California, equiparon las cámaras de combustión del motor LR-8 con extensiones de boquilla para evitar que los gases de escape afecten a los timones en condiciones supersónicas. velocidades. Esta adición también aumentó el empuje del motor en un 6,5 por ciento a Mach 1,7 y 70.000 pies (21.300 m).
Incluso antes de que Marion Carl volara el Skyrocket, el jefe de HSFRS, Walter C. Williams, había solicitado sin éxito a la sede de la NACA que volara el avión a Mach 2 para recopilar los datos de la investigación a esa velocidad. Finalmente, después de que Crossfield obtuvo el acuerdo de la Oficina de Aeronáutica de la Marina, el director de la NACA, Hugh L. Dryden, relajó la práctica habitual de la organización de dejar el establecimiento de récords a otros y consintió en intentar un vuelo a Mach 2.
Además de agregar las extensiones de las boquillas, el equipo de vuelo de la NACA en el HSFRS enfrió el combustible (alcohol) para poder verter más en el tanque y encerar el fuselaje para reducir la resistencia. El ingeniero del proyecto Herman O. Ankenbruck trazó un plan para volar a unos 72.000 pies (21.900 m) y empujarse en una ligera inmersión. Crossfield hizo historia en la aviación el 20 de noviembre de 1953, cuando voló a Mach 2,005, 1291 millas por hora (2078 km/h). Fue el único vuelo Mach 2 que realizó el Skyrocket.
Después de este vuelo, los pilotos de Crossfield y NACA Joseph A. Walker y John B. McKay volaron el avión con el fin de recopilar datos sobre distribución de presión, cargas estructurales y calentamiento estructural, y el último vuelo del programa tuvo lugar el 20 de diciembre de 1956. , cuando McKay obtuvo datos de estabilidad dinámica y niveles de presión sonora a velocidades transónicas y superiores.
Mientras tanto, la NACA 145 había completado 21 vuelos de contratistas realizados por los pilotos de Douglas Eugene F. May y William Bridgeman en noviembre de 1950. En esta nave propulsada por jet y cohetes, Scott Crossfield y Walter Jones comenzaron la investigación de la NACA sobre el lanzamiento que duró desde septiembre. 1951 hasta bien entrado el verano de 1953. Volaron el Skyrocket con una variedad de configuraciones de valla de ala, listones de ala y extensión de cuerda de borde de ataque, realizando varias maniobras y vuelos rectos y nivelados a velocidades transónicas. Si bien las vallas ayudaron significativamente a la recuperación de las condiciones de cabeceo, las extensiones de cuerdas del borde de ataque no lo hicieron, desmintiendo las pruebas en túnel de viento por el contrario. Los listones (alas aerodinámicas auxiliares largas y estrechas) en la posición completamente abierta eliminaron el cabeceo, excepto en el rango de velocidad de Mach 0,8 a 0,85.
En junio de 1954, Crossfield inició una investigación de los efectos de los depósitos externos (formas de bombas y tanques de combustible) sobre el comportamiento transónico del avión. McKay y Stanley Butchart completaron la investigación de la NACA sobre este tema, y McKay realizó la misión final el 28 de agosto de 1956.
Además de establecer varios récords, los pilotos del Skyrocket habían recopilado datos importantes y habían comprendido lo que funcionaría y lo que no funcionaría para proporcionar un vuelo estable y controlado de un avión de ala en flecha en los regímenes de vuelo transónico y supersónico. Los datos que recopilaron también ayudaron a permitir una mejor correlación de los resultados de las pruebas en el túnel de viento con los valores de vuelo reales, mejorando la capacidad de los diseñadores para producir aviones más capaces para las fuerzas armadas, especialmente aquellos con alas en flecha. Además, los datos sobre cuestiones tales como la estabilidad y el control de este y otros aviones de investigación temprana ayudaron en el diseño de la serie Century de aviones de combate, todos los cuales presentaban los estabilizadores horizontales móviles empleados por primera vez en las series X-1 y D-558.
Los tres Skyrockets tenían alas en flecha de 35 grados.
Hasta que se configuró para el lanzamiento aéreo, el NACA 143 presentaba un motor turborreactor Westinghouse J-34-40 con un empuje estático de 3000 lbf (13 kN). Llevaba 260 galones estadounidenses (980 L) de gasolina de aviación y pesaba 10,572 lb (4,795 kg) en el despegue.
NACA 144 (y NACA 143 después de la modificación en 1955) estaba propulsado por un motor cohete LR-8-RM-6 con un empuje estático de 6.000 libras de fuerza (27 kN). Sus propulsores eran 345 galones estadounidenses (1310 L) de oxígeno líquido y 378 galones estadounidenses (1430 L) de alcohol etílico diluido. En su configuración de lanzamiento, pesaba 7,161 kg (15,787 lb).
NACA 145 tenía un motor cohete LR-8-RM-5 con un empuje estático de 6000 lbf (27 kN) y un motor turborreactor Westinghouse J-34-40 con un empuje estático de 3000 lbf (13 kN). Llevaba 170 galones estadounidenses (640 L) de oxígeno líquido, 192 galones estadounidenses (730 L) de alcohol etílico diluido y 260 galones estadounidenses (980 L) de gasolina de aviación para un peso de lanzamiento de 15,266 lb (6,925 kg).
D-558-2 #1 Skyrocket está en exhibición en el Museo Planes of Fame , Chino, California . El Skyrocket número dos, el primer avión que vuela a Mach 2, se exhibe en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington DC. El tercer avión se exhibe en un pilón en los terrenos del Antelope Valley College , en Lancaster, California .
(Configurado con propulsión mixta)
Datos de aviones McDonnell Douglas desde 1920: Volumen I, [7] [8]
Características generales
Actuación
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables.
Listas relacionadas
